1.导电板上弯曲线电磁耦合效应的时域建模分析方法,其特征在于,包括以下步骤:将弯曲线按照FDTD空间网格划分成多段传输线段的级联结构,每根传输线段近似为直导线;
采用传输线方程,构建适用于电磁波作用导电板上弯曲线的电磁耦合模型;
根据弯曲线的结构参数,计算弯曲线单位长度电感分布参数和电容分布参数,计算公式分别为:‑1
C=μ0ε0L
Δx表示弯曲线沿线方向的FDTD网格大小,a表示弯曲线的半径,α表示每段线段与水平方向之间的夹角,h0表示每段线段起始点距离导电板的高度,μ0表示自由空间磁导率,ε0表示自由空间介电常数,L和C分别表示弯曲线的单位长度电感和电容分布参数;
对移除了弯曲线的导电板结构进行建模,计算得到弯曲线周围空间的电磁场分布;
采用线性插值技术,计算弯曲线的等效分布源,并引入到传输线方程作为等效分布源项,具体的处理过程分为两步:(a)计算弯曲线沿线方向的电场分量:弯曲线沿线方向的电场分量由E·el计算得到,其中el表示每段传输线段沿线的方向矢量,E表示线缆单元中心点处的电场;对于方向矢量el,由每段线缆单元起点和终点的位移矢量r和r′获得,为 线缆单元中心点处的电场E,分解成水平电场分量Eu和垂直电场分量Ev,线缆单元的切向电场分量EL表示为EL=E·el=Eu·aueu+Ev·avev,其中,eu和ev为单位方向矢量,au和av为系数,其表达式为au=cosα和av=sinα;Eu和Ev由相应的插值技术获得,具体的计算公式为:Eu=m·E7+(1‑m)E8 (11)
其中,E1~E8为FDTD网格棱边上的电场分量,m表示线缆单元中心点所占网格比例的大小;
(b)计算弯曲线垂直方向的电场分量:采用线性插值方法由FDTD整网格上的电场分量插值得到,具体的计算公式为:Ep=n·ET1,n表示电场Ep的位置在其所在网格上占的比例,ET1表示电场Ep所在网格上的FDTD电场,Ep表示弯曲线垂直方向的电场分量;
采用FDTD方法的差分格式对上一步骤处理后的传输线方程进行离散,迭代求解得到弯曲线及其端接负载上的瞬态电压和电流响应;弯曲线上电压和电流的迭代公式为:Δy和Δt分别表示迭代求解所需空间步长和时间步长,k和k+1/2分别表示弯曲线上电n‑1/2 n+1/2压和电流的节点位置,I (k+1/2)和I (k+1/2)分别表示k+1/2节点位置的上一时刻和n n+1新时刻的电流值,V (k)和V (k)分别表示k节点位置的上一时刻和新时刻的电压值,和 分别表示k节点位置的上一时刻和新时刻的弯曲线垂直方向电场分量的n
沿线积分项, 表示k节点位置的上一时刻弯曲线沿线方向的电场分量,V (k+1)表示k+1节点位置的上一时刻电压值, 表示k‑1/2节点位置的新时刻电流值,和 分别表示k+1节点位置的上一时刻弯曲线垂直方向电场分量的沿线积分项和沿线方向的电场分量。
2.根据权利要求1所述导电板上弯曲线电磁耦合效应的时域建模分析方法,其特征在于:所述适用于电磁波作用导电板上弯曲线的电磁耦合模型为:其中,L和C分别表示弯曲线的单位长度电感和电容分布参数,V(x,t)和I(x,t)分别表示弯曲线上的电压和电流,VF(x,t)和IF(x,t)分别为等效分布电压源和电流源项,x表示弯曲线上的任意位置坐标,t表示时间。
3.根据权利要求1所述导电板上弯曲线电磁耦合效应的时域建模分析方法,其特征在于:所述计算得到弯曲线周围空间的电磁场分布采用FDTD方法。